Пред повеќе од 300 години. Прашањето не е најтешко, но неговото разбирање ќе бара малку внимание и трпение.
Посебен дел од механиката е посветен на проучувањето на силата на триење - таканаречената механика на интеракција на триење (или трибологија).
Силата на триење е силата со која телата кои се во контакт и се движат релативно едни на други, комуницираат едни со други. Тоа е силата на триење која го спречува слободното движење на телата што се во контакт.
Видови на триење и сили на триење
Од каде потекнува статичката сила на триење?
Ако ја испитаме површината на подот и нозете на кабинетот преку микроскоп, ќе најдеме повеќе микроскопски туберкули со незамисливи форми.
Кога телата се потпираат едно на друго, туберкулите се заглавуваат едни со други, поради што телата остануваат во имобилизирана состојба.
Влијанието врз едно од телата или врз двете тела одеднаш за да ги придвижи едно на друго ќе доведе до деформација на туберкулите, што ќе предизвика електромагнетно одбивање на молекулите, што лежи во основата на статичката сила на триење.
Ако физичките напори се применуваат непречено, до одреден критичен момент, статичката сила на триење ќе биде еднаква по големина на силата со која се обидуваме да го поместиме кабинетот од неговото место.
Лизгачка сила на триење
Во моментот кога кабинетот ќе се помести од своето место, статичката сила на триење ќе ја достигне својата максимална вредност.
Во овој момент, се случува уништување на туберкулите и, како резултат на тоа, кабинетот почнува да слајд.
Фотографија 1. Тркалата и другите уреди се користат за намалување на триењето при лизгање
Се појавува нов тип на сила на триење - лизгачка сила на триење. Оваа сила произлегува од интеракцијата на површините што се лизгаат една над друга.
Оваа сила се манифестира во моментот на физичко движење (лизгање) на нозете на кабинетот по подот или кога лизгалката на хокеј играч или уметничко лизгање се лизга по површината.
Ако го преведеме она што се случува во „туберкули“, при лизгање доаѓа до прекин на врските помеѓу молекулите концентрирани во различни туберкули.
Кога предметите се неподвижни - односно кога дејствува статичката сила на триење - таквите дисконтинуитети не се јавуваат.
„Туберкулозниот модел“ е условен. Измислен е за да се претстават сложените работи на едноставен јазик.
Истите процеси можат да се објаснат со подлабоки научни термини, чие разбирање ќе бара посебна обука од читателот.
Наједноставните физички закони поврзани со силата на триење
Одговорот на прашањето што е сила на триење може да се добие не само со проучување на теоретските принципи, туку и со решавање на практични проблеми.
За да ги решите проблемите поврзани со пресметување на вредностите на силата на триење, ќе ви требаат некои научни факти кои ја карактеризираат силата на триење.
На пример, векторот на лизгачката сила на триење што се применува на тело од површината на лизгање е секогаш насочен во спротивна насока од насоката на векторот на брзината на објектот.
Ако се промени правецот на брзината, ќе се промени и насоката на лизгачката сила на триење. Зависноста на силата на триење од брзината е важна карактеристична карактеристика својствена на оваа сила (која, на пример, не постои во силата на гравитацијата или силата на еластичноста).
Наједноставниот модел на суво триење се карактеризира со следниве закони:
. Силата на триење на лизгање е еднаква на максималната вредност на статичката сила на триење.
. Коефициентот на триење не зависи ниту од површината на површините што се во интеракција ниту од брзината на движење на предметите кои дејствуваат во однос на едни со други.
. Постои директно пропорционална врска помеѓу силата на потпорната реакција и апсолутната вредност на силата на триење на лизгање, пресметана со формулата: f = µN.
Се нарекува коефициентот на пропорционалност µ коефициент на триење.
Физичарите пресметале коефициенти на триење за десетици илјади пара материјали.
На пример, коефициент на статичко триењеза парот „гума – сув асфалт“ изнесува 0,95, а коефициент на триење на лизгањеза истиот пар варира од 0,5 до 0,8.
Со менување на својствата на објектите кои се во интеракција, можете да влијаете на големината на силата на триење што се појавува за време на нивната интеракција.
На пример, подобрувањето на надворешниот облик на тркачките автомобили или шарата на шарите на употребените гуми овозможува да се зголеми нивната брзина со намалување на силата на триење на лизгање.
Електромоторна сила електромоторна сила
(emf), количина што го карактеризира изворот на енергија од неелектростатска природа во електрично коло, неопходна за одржување на електрична струја во него. Emf е нумерички еднаков на работата на движење на единечно позитивно полнење по затворено коло. Вкупниот EMF во колото со директна струја е еднаков на потенцијалната разлика на краевите на отвореното коло. Индукцискиот емф е создаден од вителско електрично поле генерирано од наизменично магнетно поле. Во SI се мери во волти.
ЕЛЕКТРОМОТИВНА СИЛАЕЛЕКТРОМОТИВНА СИЛА (emf; д) - количина што го карактеризира изворот на енергија од неелектростатска природа во електрично коло, неопходна за одржување на електрична струја во него (цм.ЕЛЕКТРИЧНА ЕНЕРГИЈА). Потенцијалните сили на електростатско (или неподвижно) поле не можат да одржат константна струја во колото. За да се одржи континуирана струја во колото, потребен е извор на струја ( цм.), или генератор (цм.ГЕНЕРАТОР)електрична струја, обезбедувајќи дејство на надворешни сили (цм.СИЛИ НА ТРЕТИ ЛИЦА). Силите од трета страна се од неелектростатско потекло и дејствуваат внатре во изворите на струја (генератори, галвански ќелии, батерии итн.), создавајќи потенцијална разлика помеѓу краевите на остатокот од колото и поставувајќи ги наелектризираните честички во тековните извори во движење .
Бидејќи кога електричното полнење се движи по затворено коло, работата што ја вршат електростатските сили е нула, полнежот се движи само под влијание на надворешни сили. Затоа, електромоторната сила на тековниот извор ќе биде нумерички еднаква на работата на надворешните сили А во изворите на директна или наизменична струја за да се движи едно позитивно полнење Q по затворено коло. ЕМП што дејствува во коло се дефинира како циркулација на векторот на затегнување на надворешни сили.
Потеклото на надворешните сили може да варира. Потенцијалната разлика создадена на терминалите на отворен генератор се зема како мерка на електромоторната сила што дејствува во генераторот. Истиот извор на струја, во зависност од јачината на преземената струја, може да има различни напони на електродите. Тековни извори - батерии, термоелементи, електрични генератори - истовремено го затвораат електричното коло. Струјата тече низ надворешниот дел на колото - проводникот - и низ внатрешниот дел - изворот на струја. Тековниот извор има два пола: позитивен (повисок потенцијал) и негативен (понизок потенцијал). Силите од трети лица, чија природа може да биде различна (хемиска, механичка, термичка), ги раздвојуваат полнењата во тековниот извор. Вкупниот EMF во колото со еднонасочна струја (максимумот од овие напони што постои кога колото е отворено) е еднаков на потенцијалната разлика на краевите на отвореното коло и го покажува emf на изворот.
ЕМП ја одредува јачината на струјата во колото при даден отпор (Закон на Ом (цм.ЗАКОН ОМА)). ЕМП се мери, како и напонот, во волти (цм. VOLT). За одржување на континуирана електрична струја, генераторите се користат како извор на електромоторна сила. Во генераторите, надворешните сили се сили од вителското електрично поле што се појавува кога магнетното поле се менува со текот на времето, или силата на Лоренц (цм.ЛОРЕНЦИЈАНСКА СИЛА), дејствувајќи од магнетното поле на електроните во проводник што се движи; во галвански ќелии (цм.ГАЛВАНСКА КЛЕТКА)а батериите се хемиски сили.
енциклопедиски речник. 2009 .
Погледнете што е „електромоторна сила“ во другите речници:
Eds, Phys. количество кое го карактеризира дејството на силите од трети лица (непотенцијални) во DC изворите. или наизменично струја; во затворена спроводна јамка е еднаква на работата на овие сили за поместување на позиција на единицата. полнење по целото коло. Ако преку Есгр... ... Физичка енциклопедија
електромоторна сила- Скаларна големина што ја карактеризира способноста на надворешното поле и индуцираното електрично поле да предизвикаат електрична струја. Забелешка - Електромоторната сила е еднаква на линеарниот интеграл на јачината на надворешното поле и индуцираната... ... Водич за технички преведувач
- (EMF), збир на ПОТЕНЦИЈАЛНИ РАЗЛИКИ низ ЕЛЕКТРИЧНОТО КОЛО како целина. Кога колото е отворено и не тече струја, оваа сила е еднаква на потенцијалната разлика помеѓу терминалите на тековниот извор. Кога има струја во колото, надворешната потенцијална разлика се намалува... ... Научно-технички енциклопедиски речникГолем енциклопедиски речник
- (emf), причина што предизвикува електрична струја во затворено коло. струја. Е. с. се создава од струен извор кој се претвора во електрична енергија. енергија е секој друг вид на енергија (механичка кај електричните генератори, хемиска во елементи итн.). Ако колото е извор на струја... ... Технички железнички речник
Електромоторна сила- скаларна величина што ја карактеризира способноста на надворешното поле и индуцираното електрично поле да предизвикаат електрична струја...
За да се одржи електричната струја во проводникот долго време, потребно е полнењата испорачани од струјата постојано да се отстрануваат од крајот на проводникот, кој има помал потенцијал (да се земе предвид дека тековните носители се претпоставуваат позитивни полнежи). , додека таксите постојано се снабдуваат до крај со поголем потенцијал. Тоа е, неопходно е да се обезбеди циркулација на давачките. Во овој циклус, обвиненијата мора да се движат по затворена патека. Движењето на носачите на струја се реализира со употреба на сили од неелектростатско потекло. Таквите сили се нарекуваат трети лица. Излегува дека за одржување на струјата потребни се надворешни сили кои дејствуваат по целата должина на колото или во одделни делови од колото.
Дефиниција и формула на ЕМП
Дефиниција
Се нарекува скаларна физичка големина која е еднаква на работата на надворешните сили за придвижување на единица позитивен полнеж електромоторна сила (EMF), дејствувајќи во коло или дел од коло. EMF е индициран. Математички, ја пишуваме дефиницијата за EMF како:
каде што A е работата што ја вршат надворешни сили, q е полнењето на кое се изведува работата.
Електромоторната сила на изворот е нумерички еднаква на потенцијалната разлика на краевите на елементот ако е отворен, што овозможува мерење на ЕМП по напон.
ЕМП што делува во затворено коло може да се дефинира како циркулација на векторот на затегнување на надворешните сили:
каде е јачината на полето на надворешните сили. Ако јачината на полето на надворешните сили не е нула само во дел од колото, на пример, на сегментот 1-2, тогаш интеграцијата во изразот (2) може да се изврши само преку овој дел. Според тоа, ЕМП што дејствува на делот 1-2 на колото е дефиниран како:
Формулата (2) ја дава најопштата дефиниција за ЕМП, која може да се користи за секој случај.
Омовиот закон за произволен дел од колото
Делот од синџирот на кој дејствуваат надворешните сили се нарекува хетероген. Ја задоволува следната еднаквост:
каде U 12 =IR 21 – пад на напон (или напон) во делот на колото 1-2 (I-струја); – потенцијална разлика помеѓу краевите на делот; – електромоторна сила содржана во дел од колото. еднаква на алгебарскиот збир на emf на сите извори кои се наоѓаат во дадена област.
Треба да се земе предвид дека ЕМП може да биде позитивен и негативен. ЕМП се нарекува позитивен ако го зголемува потенцијалот во насока на струјата (струјата тече од минус до плус на изворот).
Единици
Димензијата на ЕМП се совпаѓа со димензијата на потенцијалот. Основна единица за мерење на EMF во SI системот е: =V
Примери за решавање проблеми
Пример
Вежбајте.Електромоторната сила на елементот е 10 V. Создава струја во колото еднаква на 0,4 A. Која е работата што ја вршат надворешните сили за 1 минута?
Решение.Како основа за решавање на проблемот, ја користиме формулата за пресметување на ЕМП:
Полнењето што минува низ предметното коло за 1 минута. може да се најде како:
Ја изразуваме работата од (1.1), користиме (1.2) за да го пресметаме полнењето, добиваме:
Да го претвориме времето дадено во условите на задачата во секунди (min=60 s) и да ги извршиме пресметките:
Одговори.А=240 Ј
Пример
Вежбајте.Метален диск со радиус a ротира со аголна брзина и е поврзан со електрично коло со помош на лизгачки контакти кои ја допираат оската на дискот и неговиот обем (сл. 1). Колкав ќе биде emf што се појавува помеѓу оската на дискот и неговиот надворешен раб?
Електромоторната сила, популарно позната како EMF, како и напонот, се мери во волти, но е од сосема поинаква природа.
ЕМП од хидраулична гледна точка
Мислам дека веќе сте запознаени со водната кула од претходната статија за
Да претпоставиме дека кулата е целосно исполнета со вода. Направивме дупка на дното на кулата и вметнавме цевка низ која водата тече до вашиот дом.
Сосетката сакаше да ги напои краставиците, ти реши да ја измиеш колата, мајка ти почна да пере алишта и воила! Протокот на вода стануваше се помал и помал, а набрзо целосно пресуши... Што се случи? Водата во кулата снема...
Времето потребно за празнење на кулата зависи од капацитетот на самата кула, како и од тоа колку клиенти ќе ја користат водата.
Истото може да се каже и за кондензаторот на радио елементот:
Да речеме дека го наполнивме од батерија од 1,5 волти и тој го прифати полнењето. Ајде да нацртаме наполнет кондензатор вака:
Но, штом ќе прикачиме товар на него (нека товарот е ЛЕД) со затворање на копчето S, во првите делови од секунди ЛЕР ќе свети силно, а потоа тивко ќе избледи... и додека не се изгасне целосно . Времето на распаѓање на ЛЕР ќе зависи од капацитетот на кондензаторот, како и од тоа кое оптоварување го поврзуваме со наполнетиот кондензатор.
Како што реков, ова е еквивалентно на едноставна наполнета кула и потрошувачи кои ја користат водата.
Но, зошто тогаш нашите кули никогаш не остануваат без вода? Да затоа што работи пумпа за водоснабдување! Од каде оваа пумпа добива вода? Од бунар кој бил пробиен за да се извлечат подземните води. Понекогаш се нарекува и артески.
Штом кулата целосно се наполни со вода, пумпата се исклучува. Во нашите водни кули пумпата секогаш го одржува максималното ниво на водата.
Значи, да се потсетиме што е напон? По аналогија со хидрауликата, ова е нивото на водата во водената кула. Полна кула значи максимално ниво на водата, што значи максимален напон. Во кулата нема вода - напонот е нула.
ЕМП на електрична струја
Како што се сеќавате од претходните написи, молекулите на водата се „електрони“. За да се појави електрична струја, електроните мора да се движат во една насока. Но, за да се движат во една насока, мора да има напнатост и некаков товар. Односно, водата во кулата е напнатост, а луѓето кои трошат вода за свои потреби се товар, бидејќи создаваат проток на вода од цевката што се наоѓа во подножјето на водената кула. И протокот не е ништо повеќе од тековната сила.
Мора да се исполни и условот водата секогаш да биде на максимално ниво, без разлика колку луѓе ја користат за свои потреби во исто време, во спротивно кулата ќе се испразни. За водна кула, овој спасувач е пумпа за вода. Што е со електричната струја?
За да тече електрична струја, мора да има некоја сила што ги турка електроните во една насока подолг временски период. Тоа е, оваа сила мора да ги движи електроните! Електромоторна сила!Да точно! ЕЛЕКТРОМОТИВНА СИЛА! Можеме да го наречеме скратено EMF - Еелектро Дгледајќи СОтиња. Се мери во волти, како напон, и генерално се означува со буквата Е.
Значи, и нашите батерии имаат таква „пумпа“? Има, и би било поправилно да се нарече „пумпа за снабдување со електрони“). Но, се разбира, никој не го кажува тоа. Велат едноставно - ЕМП. Се прашувам каде се крие оваа пумпа во батеријата? Ова е едноставно електрохемиска реакција, поради која се одржува „нивото на водата“ во батеријата, но потоа, сепак, оваа пумпа се истроши и напонот во батеријата почнува да попушта, бидејќи „пумпата“ нема време да пумпа вода. На крајот целосно се распаѓа и напонот на батеријата паѓа на речиси нула.
Вистински извор на ЕМП
Изворот на електрична енергија е извор на ЕМП со внатрешен отпор R инт. Овие можат да бидат какви било хемиски батерии, како што се батерии и акумулатори
Нивната внатрешна структура од гледна точка на ЕМП изгледа вака:
Каде Ее ЕМП, и R инте внатрешниот отпор на батеријата
Значи, какви заклучоци може да се извлечат од ова?
Ако никакво оптоварување не е прикачено на батеријата, како што е ламба со блескаво, итн., тогаш како резултат на струјата во таквото коло ќе биде нула. Поедноставен дијаграм би бил вака:
Но, ако сепак поврземе сијалица со блескаво светло со нашата батерија, тогаш нашето коло ќе се затвори и струјата ќе тече во колото:
Ако нацртате график на зависноста на јачината во струјното коло од напонот на батеријата, тоа ќе изгледа вака:
Кој е заклучокот? За да го измериме ЕМП на батеријата, само треба да земеме добар мултиметар со висок влезен отпор и да го измериме напонот на терминалите на батеријата.
Идеален извор на ЕМП
Да речеме дека нашата батерија има нула внатрешен отпор, тогаш излегува дека R во = 0.
Не е тешко да се погоди дека во овој случај падот на напонот преку нулта отпорност исто така ќе биде нула. Како резултат на тоа, нашиот графикон ќе изгледа вака:
Како резултат на тоа, едноставно добивме извор на ЕМП. Затоа, изворот на EMF е идеален извор на енергија во кој напонот на терминалите не зависи од струјата во колото. Односно, без оглед на оптоварувањето што го прикачуваме на таков извор на ЕМП, тој сепак ќе го произведе потребниот напон без повлекување. Самиот извор на EMF е означен вака:
Во пракса, не постои идеален извор на ЕМП.
Видови ЕМП
– електрохемиски(ЕМП на батерии и акумулатори)
– фотоелектричен ефект(примање електрична струја од сончевата енергија)
– индукција(генератори кои го користат принципот на електромагнетна индукција)
– Seebeck ефект или thermoEMF(појава на електрична струја во затворено коло кое се состои од сериски поврзани различни спроводници, чии контакти се на различни температури)
– пиезоЕМФ(се прима ЕМП од)
Резиме
ЕМП е сила од НЕ-електрично потекло што предизвикува електрична струја да тече во колото.
Реалноизворот на ЕМП има внатрешен отпор внатре, идеаленВнатрешниот отпор на изворот на ЕМП е нула.
Идеален извор на EMF секогаш има константна вредност на напон на своите терминали, без оглед на оптоварувањето во колото.
Електромоторната сила (emf; ε) е количина што карактеризира извор на енергија од неелектростатска природа во електрично коло, неопходна за одржување на електрична струја во него. Потенцијалните сили на електростатско (или неподвижно) поле не можат да одржат константна струја во колото. За да се одржи континуирана струја во колото, неопходно е, или генератор на електрична струја, да се обезбеди дејство на надворешни сили. Силите од трета страна се од неелектростатско потекло и дејствуваат внатре во изворите на струја (генератори, галвански ќелии, батерии итн.), создавајќи потенцијална разлика помеѓу краевите на остатокот од колото и поставувајќи ги наелектризираните честички во тековните извори во движење .
Бидејќи кога електричното полнење се движи по затворено коло, работата што ја вршат електростатските сили е нула, полнежот се движи само под влијание на надворешни сили. Затоа, електромоторната сила на тековниот извор ќе биде нумерички еднаква на работата на надворешните сили А во изворите на директна или наизменична струја за да се движи едно позитивно полнење Q по затворено коло. ЕМП што дејствува во коло се дефинира како циркулација на векторот на затегнување на надворешни сили.
Потеклото на надворешните сили може да варира. Потенцијалната разлика создадена на терминалите на отворен генератор се зема како мерка на електромоторната сила што дејствува во генераторот. Истиот извор на струја, во зависност од јачината на преземената струја, може да има различни напони на електродите. Тековни извори - батерии, термоелементи, електрични генератори - истовремено го затвораат електричното коло. Струјата тече низ надворешниот дел на колото - проводникот - и низ внатрешниот дел - изворот на струја. Тековниот извор има два пола: позитивен (повисок потенцијал) и негативен (понизок потенцијал). Силите од трети лица, чија природа може да биде различна (хемиска, механичка, термичка), ги раздвојуваат полнењата во тековниот извор. Вкупниот EMF во колото со еднонасочна струја (максимумот од овие напони што постои кога колото е отворено) е еднаков на потенцијалната разлика на краевите на отвореното коло и го покажува emf на изворот.
ЕМП ја одредува јачината на струјата во коло при даден отпор (Закон на Ом). ЕМП, како и напонот, се мери во волти. За одржување на континуирана електрична струја, генераторите се користат како извор на електромоторна сила. Во генераторите, надворешните сили се сили од вителското електрично поле што се појавува кога магнетното поле се менува со текот на времето, или Лоренцовата сила што дејствува од магнетното поле на електроните во проводникот што се движи; во галванските ќелии и батериите тоа се хемиски сили.